1 - тарільчасте живильник, 2 - піч, 3 - котел-утилізатор, 4 - циклони, 5 - електрофільтри; 6 - промивні башти; 7 - мокрі електрофільтри; 8 - отдувочная вежа; 9 - сушильна башта; 10 - бризгоуловітель; 11 - перший моногідрат абсорбер; 12 - теплообмінники; 13 - контактний апарат; 14 - олеумний абсорбер; 15 - другий моногідрат абсорбер; 16 - холодильники, 17 - збірники.
В В
Рис. 3. Схема виробництва сірчаної кислоти нітрозним методом:
1 - денітраціонная башта; 2, 3 - перша і друга продукційні башти; 4 - окислювальна вежа; 5, 6, 7 - абсорбційні вежі; 8 - електрофільтри.
В
Виробництво сірчаної кислоти з сульфідів металів (рис. 2) істотно складніше і складається з наступних операцій. Випал FeS2 виробляють в печі киплячого шару на повітряному дуття: 4FeS2 + 11О2 = 2Fe2 O3 + 8SO2 + 13476 кДж. Випалювальних газ з вмістом SO2 13-14%, що має температуру 900 В° С, надходить в котел, де охолоджується до 450 В° С. Очищення від пилу здійснюють в циклоні і електрофільтрі. Далі газ проходить через дві промивні башти, зрошувані 40%-ної і 10%-ної сірчаної кислотою. При цьому газ остаточно очищається від пилу, фтору і миш'яку. Для очищення газу від аерозолю сірчаної кислоти, що утворюється в промивних баштах, передбачені два щаблі мокрих електрофільтрів. Після осушки в сушильній вежі, перед якою газ розбавляється до змісту 9% SO2, його газодувки подають на першу стадію конверсії (3 шари каталізатора). У теплообмінниках газ підігрівається до 420 В° С завдяки теплу газу, що надходить з першої стадії конверсії. SO2, окислений на 92-95% в SO3, йде на першу стадію абсорбції в олеумний і моногідрат абсорбери, де звільняється від SO3. Далі газ з вмістом SO2 ~ 0,5% надходить на другу стадію конверсії, яка протікає на одному або двох шарах каталізатора. Попередньо газ нагрівається в інший групі теплообмінників до420 В° С завдяки теплу газів, що йдуть з другої стадії каталізу. Після відділення SO3 на другій стадії абсорбції газ викидається в атмосферу.
Ступінь перетворення SO2 в SO3 при контактному способі 99,7%, ступінь абсорбції SO3 99,97%. Виробництво сірчаної кислоти здійснюють і в одну стадію каталізу, при цьому ступінь перетворення SO2 в SO3 не перевищує 98,5%. Перед викидом в атмосферу газ очищають від залишився SO2. Продуктивність сучасних установок 1500-3100 т/добу.
Сутність нитрозного методу (рис. 3) полягає в тому, що випалювальних газ після охолодження і очищення від пилу обробляють так званої нітроза - сірчаної кислотою, в якій розчинені оксиди азоту. SO2 поглинається нітроза, а потім окислюється: SO2 + N2O3 + Н2О = Н2SO4 + NO. Утворений NO погано розчинний у нітроза і виділяється з неї, а потім частково окислюється киснем у газовій фазі до NO2. Суміш NO і NO2 знову поглинається сірчаною кислотою і т.д. Оксиди азоту не витрачаються в нітрозному процесі і повертаються у виробничий цикл, внаслідок неповного поглинання їх сірчаною кислотою вони частково несуться газами, що відходять. Гідності нитрозного методу: простота апаратурного оформлення, більш низька собівартість (на 10-15% нижче контактної), можливість 100%-ної переробки SO2. p> Апаратурне оформлення баштового нитрозного процесу нескладно: SO2 переробляється в 7-8 футерованих вежах з керамічною насадкою, одна з башт (порожниста) є регульованим окислювальним об'ємом. Вежі мають збірники кислоти, холодильники, насоси, що подають кислоту в напірні баки над вежами. Перед двома останніми вежами встановлюється хвостовій вентилятор. Для очищення газу від аерозолю сірчаної кислоти служить електрофільтр. Оксиди азоту, необхідні для процесу, отримують з HNO3. Для скорочення викиду оксидів азоту в атмосферу і 100%-ної переробки SO2 між продукційної і абсорбційної зонами встановлюється безнітрозний цикл переробки SO2 в комбінації з водно-кислотним методом глибокого уловлювання оксидів азоту. Недолік нитрозного методу - низька якість продукції: концентрація сірчаної кислоти 75%, наявність оксидів азоту, Fe і ін домішок.
Для зменшення можливості кристалізації сірчаної кислоти при перевезенні та зберіганні встановлені стандарти на товарні сорти сірчаної кислоти, концентрація яких відповідає найбільш низьких температур кристалізації. Зміст сірчаної кислоти в технічних сортах (%): баштова (нитрозного) 75, контактна 92,5-98,0, олеум 104,5, високопроцентний олеум 114,6, акумуляторна 92-94. Сірчану кислоту зберігають у сталевих резервуарах об'ємом до 5000 м3, їх загальна ємність на складі розрахована на десятидобовий випуск продукції. Олеум і сірчану кислоту перевозять в сталевих залізничних цистернах. Концентровану і акумуляторну сірчану кислоту перевозять в цистернах з кислотостійкої сталі. Цистерни для перевезення олеума покривають теплоізоляцією і перед заливкою олеум підігрівають.
Визначають сірчану кислоту колориметрически і фотометричним, у вигляді суспензії BaSO4 - фототурбідіметріческі, а також кулонометріческім методом.
Науково-технічн...
